Компьютерные модели топливного элемента с протонообменной мембраной для исследования переходных режимов в электротехнических комплексах энергетических установо
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2021-3-60-67Ключевые слова:
водородный, топливный элемент, стек, математическая модель, LTspiceАннотация
Рассмотрены статические и динамические компьютерные модели топливных элементов. Определена статическая модель, наиболее точно воспроизводящая вольт-амперную характеристику реального топливного элемента. Предложен способ ее настройки по экспериментальной ВАХ методом градиентного спуска. Разработана модифицированная электрическая схема замещения топливного элемента, моделирующая его динамический отклик, учитывающая демпфирующее действие вихревых токов при работе стека топливных элементов на импульсный преобразователь напряжения. Предложен способ определения параметров модели по экспериментальным осциллограммам тока и напряжения стека. Разработана универсальная модель стека топливных элементов в LTspice, позволяющая моделировать динамический отклик и при необходимости имитировать реальную статическую ВАХ стека.Библиографические ссылки
Vasyukov I.V., Puzin V.S., Pavlenko A.V. Step-down converter with voltage stabilization for the electric power plant based on hydrogen fuel elements for unmanned aerial vehicles // II International Scientific Conference on Applied Physics, Information Technologies and Engineering (APITECH II). Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, Russian Federation, 2020. DOI:10. 1088/1742-6596/ 1679/5/052027
Энергетическая установка киловаттного класса мощности на основе водородных топливных элементов для беспилотных летательных аппаратов / А.В. Павленко, И.В. Васюков, А.С. Хорошев, Д.А. Щучкин // Технологии энергообеспечения. Аппараты и машины жизнеобеспечения. сб. ст. II Всеросс. науч. -техн. конф. Анапа, 2020. С. 67 - 69.
Титов В.Г., Абрамов С.В. Симулятор характеристик топливных элементов на базе полупроводникового преобразователя // Изв. Томского политехн. ун-та [Известия ТПУ]. 2007. Т. 311. № 4. Энергетика. С. 99 - 103.
Nabil Benyahia, N. Benamrouche. Toufik Rekioua Modeling, design and simulation of fuel cell modules for small marine applications // 2012 XXth International Conference on Electrical Machines, IEEE, September 2012. DOI: 10. 1109/ICElMach. 2012. 6350154
Dynamic modeling and simulation of an optimized proton exchange membrane fuel cell system / M.T. Outeiro, R. Chibante, A.S. Carvalho, de Almeida A.T. // Proceedings of IMECE2007, 2007 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, November 11 - 15, 2007. DOI:10. 1115/IMECE2007-43558
Development and application of a generalised steady-state electrochemical model for a PEM fuel cell / Ronald F. Mann, John C. Amphlett, Michael A. I. Hooper, Heidi M. Jensen, Brant A. Peppley, Pierre R. Roberge // Journal of Power Sources, Volume 86, Issues 1-2, March 2000, Pages 173 - 180. DOI: 10. 1016/S0378-7753(99)00484-X
J.C. Amphlett, Brant A. Peppley, Pierre Roberge. A practical PEM fuel cell model for simulating vehicle power sources // Proceedings of the Tenth Annual Battery Conference on Applications and Advances, 10-13 Jan. 1995. DOI: 10. 1109/BCAA. 1995. 398535
Lamei Xu, Jinsheng Xiao. Modeling and Simu-lation of PEM Fuel Cells Based on Electrochemical model // 2011 International Conference on Remote Sensing, Environment and Transportation Engineering, 24-26 June 2011. DOI: 10. 1109/RSETE. 2011. 5964316
Goce L. Arsov Improved Parametric PSpice Model of a PEM Fuel Cell // 2008 11th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 22-24 May 2008, DOI: 10. 1109/OPTIM. 2008. 4602367
Dachuan Yu, S. Yuvarajan Electronic circuit model for proton exchange membrane fuel cells // Journal of Power Sources 142 (2005) 238-242, DOI: 10. 1016/j. jpowsour. 2004. 09. 041
Abdellah Narjiss, Daniel Depernet, Frédéric Gustin, Daniel Hissel, Alain Berthon Design of a High Efficiency Fuel Cell dc/dc Converter Dedicated to Transportation Application // Journal of Fuel Cell Science and Technology, November 2008, DOI: 10. 1115/1. 2889009
V. Di Dio, D. La Cascia, R. Liga, R. Miceli. Integrated Mathematical Model of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack (PEMFC) with Automotive Synchronous Electrical Power Drive // Proceedings of the 2008 International Conference on Electrical Machines. DOI:10. 1109/ICELMACH. 2008. 4800045
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
